研究内容詳細

研究概要

本研究室では,超伝導あるいは強磁性など電子の量子力学的多体効果による創発現象を対象として,基礎的な物理現象の解明からそれを応用した革新的デバイスの開発を目標とした研究を進めています.超伝導および磁性に関する研究はこれまでに数多のノーベル物理学賞を受けています.また、これらの現象は自発的対称性の破れた物理系として、基礎物理学の対象になっています.

難易度別解説記事リスト

研究対象

1.超伝導とその応用に関する研究

超伝導という現象はある温度で突然電気抵抗がゼロになる,本来ミクロの世界でしか顕れない電子の波動的な性質が物質全体にわたって巨視的に顕れるという不思議で驚くべき現象です.

超伝導の巨視的波動関数を電気信号に変換するのがジョセフソン接合であり,現在,電圧標準に使用されています.

多くの高温超伝導物質内部に存在する固有ジョセフソン接合は高温超伝導の物性研究やデバイス化に極めて有利です.

集積化されたジョセフソン接合の物理は非線形同期現象の典型的なシステムとして応用数学・生物学、電力ネットワークや人間関係に至るまで幅広い応用が可能です。

  •  高温超伝導体からのテラヘルツ電磁波発振のメカニズム解明と高出力化
  •  巨視的量子トンネル現象の観察と高温超伝導量子ビットの実現
  •  高温超伝導のエネルギー構造からの高温超伝導発現機構解明へのアプローチ

超伝導体の探索も密かに行っています.新超伝導体を発見して歴史に名を残そう!!

最近話題の超伝導量子計算機に関連する研究もおこなっており、国内外での超伝導デバイスの実用化に積極的に関与していきます。

2. テラヘルツ領域の光源と電磁応答に関する研究

電波と光の間の周波数に位置するテラヘルツ領域は現在開拓が進められている熱い周波数帯域です. 空港で行われている保安検査、医療診断、超高速データ転送への応用が期待されています.

私たちは、高温超伝導体を用いて新しい機能をもつテラヘルツ光源を開発しています。また、この周波数には新しい物理現象が眠っています。

これを時間分解で観察し、ミクロな物理現象を可視化する研究を進めています。

  •  高温超伝導体テラヘルツ光源の多機能・実用化
  •  時間領域分光法によるテラヘルツ応答を用いた物性研究